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Proposition de thème pour le LOCEAN (2014-2018)
Dynamique océanique
et interactions aux interfaces
ice
Courtesy Neptune, John Delaney, and Mark Stoermer
circulation océanique => flux d'énergie et de matière (horiz. et vert.)
à l'échelle globale comme aux échelles régionales/côtières.
AG LOCEAN -2012/09/19
Enjeux sociétaux
La dynamique océanique et les interactions
aux interfaces sont importantes pour:
1) L'évolution du climat, le bilan des
échanges avec l’atmosphère
2) Les écosystèmes marins à de multiples
échelles, les ressources
3) La sécurité maritime (pollutions, trafic,
défense,…)
 réduction des incertitudes dans les modèles climatiques globaux et régionaux, mais aussi
dans les systèmes opérationnels de prévision qui ont été développés les dernières années (cf.
CLIVAR, GOOS…).
 des progrès qualitatifs dans la compréhension mais surtout une quantification précise des
flux d’énergie et de matière dans l’océan et à ses interfaces
Expérimentations et Approches Numériques
Modèles numériques
de circulation
Satellites
Système d’observation in situ
Gliders
globaux, regionaux, emboites, avec/sans
assimilation, couples…
Approche obs-modèles portée les 10 dernières années par la communauté “océanographie
physique” pour le “climat”  succès actuel
Besoin aujourd’hui de pérenniser/améliorer le système global mis en place mais aussi de
l’adapter à des objectifs verts (biogéochimie, ressources) et d’aller vers plus d’applications
sociétales (opérationnels, échelle régionale/côtière).
Nécessite :
• études in situ plus systématique des processus océaniques (caractérisation verticale
nécessaire), structurées au sein de systèmes pérennes d'observation globaux/régionaux
• modélisations numériques plus performantes
Processus océaniques
global
Satellites
(surface seulement)
regional
SCV
applications
applications
+ etudes de processus
internes et aux interfaces
Dynamique océanique et interactions aux interfaces, au LOCEAN
Expertises diverses :
• connaissance de la circulation générale
• dynamique régionale
• dynamique de submeso/mésoéchelle
• processus de la couche de surface océanique en interaction avec l’atmosphère ou la glace de mer
• mécanismes d’ondes internes et leur contribution au mélange au sein de l’océan.
• interactions d’échelles
Approches très variées :
• modèles académiques
• modèles numériques avec ou sans assimilation de données (NEMO, ROMS,… ; MERCATOR,…),
• analyse de grandes bases de données satellitaires (Altimetrie, SMOS,…) ou in situ (CORIOLIS)
• organisation de campagnes de mesures in situ (ALBION, DRAKE, CIRENE, GOGASMOS, UPSEN,
STRASS/SPURS, DOWEX…)
• mise en place de systèmes d’observation long-terme (CARAUS/OISO, IAOOS, MOOSE …)
• développement d’instrumentations ciblées (Carioca, gliders, Ice-T, mesures de turbulence…).
Thème transverse aux équipes proposées :
1 - Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO)
2 - Austral Boréal et Carbone (ABC)
3 - Variabilité de l’Océan et de la Glace de mer (VOG)
4 - Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PPEEPS)
5 - Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI)
6 - Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP)
Thème proposé : dynamique océanique et interactions aux interfaces
 Besoin de renforcer et structurer la contribution du LOCEAN dans ce domaine au sein
des grands chantiers qui mobilisent aujourd'hui la communauté OA de l'INSU :
Arctique, Méditerranée, Antarctique, Océans tropicaux, Atlantique Nord
Organisation/thème transverse pour :
• coordonner les travaux du LOCEAN sur des thématiques de dynamique et les
amener à interagir sur des analyses de mécanismes spécifiques, ou autour de
projets ou chantiers (expérimentaux et/ou de modélisation).
•
animer la réflexion inter-équipes et fédérer les actions (expérimentales et/ou
numériques) sur les processus spécifiques aux interfaces :
- océan côtier, interface entre continents et océan hauturier
- interfaces entre océan, atmosphère et glace
Objectifs du thème :
- faire émerger de nouvelles recherches sur des aspects encore méconnus de la
dynamique océanique.
- mettre nos connaissances en dynamique au service d’une meilleure compréhension de
la variabilité de l’océan (tant physique que biogéochimique) et de son rôle dans la
variabilité climatique.
Axes de réflexion principaux
1. études multi-échelle des processus de la dynamique océanique et de leur impact sur les
écosystèmes et les cycles bio-géochimiques. « subméso/méso-échelle (SCVs, filaments,
tourbillons, ondes)  grande échelle (convection et de formation d’eaux denses, gyres
océaniques, circulation thermohaline) »
2. analyse de la variabilité océanique : caractérisation de la réponse de l’océan à la
variabilité atmosphérique (processus de couche de mélange, circulation due au vent), en
fonction des échelles de temps/espace associées et en identifiant leurs interactions
mutuelles.
3. mise en place de systèmes d’observations régionaux ou globaux dans un cadre national
(CORIOLIS, MOOSE,...), et/ou international (GOOS, CLIVAR,… ARGO, GOSUD, EGO…).
Optimiser ces réseaux (complémentarité entre systèmes in situ et spatiaux, besoins en
modélisation), et préciser les données à recueillir et les instrumentations à mettre en
œuvre ou à développer.
Actions spécifiques sur des processus
1. Etudier l’impact de l’hydrodynamique et de la thermodynamique des interfaces à petite
et moyenne échelle sur les échanges de matière et d’énergie ainsi que sur le
fonctionnement des communautés biologiques ( équipes PPEPS et BTP, groupe
BIOMAR de l'IPSL, thème « cycles biogéochmiques »).
2. Mieux comprendre les interactions d’échelles impliquées dans les interactions air-merglace de très fine échelle et à haute fréquence (turbulence des couches limites, cycle
diurne, …) :
- à l’interface océan-atmosphère (processus de la couche mélangée océanique,
génération d’ondes internes de gravité, turbulence, couplage océanatmosphère à méso échelle et sous les cyclones,…)
- au voisinage de la glace (polynies,…).
3. Evaluer l’impact des phénomènes de fines/submeso/meso échelle sur des phénomènes
de plus grande échelle (état moyen de l’océan, cyclogenèse, modes de la variabilité
climatique tels El Niño ou l’oscillation de Madden Julian,…) et vice-versa.
Conclusion
• Interactions avec les responsables d’équipes et de pôles au LOCEAN
• Dialogue/relai au niveau national ET européen/international
• Soutien aux actions transverses liées à ce thème
• Organisation de workshops thématiques
• Participations en enseignement
• En comparaison des autres acteurs (laboratoires) français, les thématiques abordées ici sont
peut-être plus variées, mais les moyens humains sont importants et pourraient vraiment
bénéficier de plus d’interactions inter-équipes.
• Nos partenaires de travail privilégiés dans les autres laboratoires français sur ces
thématiques sont au CNRM, au CEFREM, au LA, au LEGI, au LEGOS, au LPO, au LOV et au MIO.